JPH0593509A - 触媒燃焼装置 - Google Patents

触媒燃焼装置

Info

Publication number
JPH0593509A
JPH0593509A JP3253371A JP25337191A JPH0593509A JP H0593509 A JPH0593509 A JP H0593509A JP 3253371 A JP3253371 A JP 3253371A JP 25337191 A JP25337191 A JP 25337191A JP H0593509 A JPH0593509 A JP H0593509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
exhaust gas
catalyst layer
layer
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3253371A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironao Numamoto
浩直 沼本
Masato Hosaka
正人 保坂
Hirohisa Kato
博久 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3253371A priority Critical patent/JPH0593509A/ja
Publication of JPH0593509A publication Critical patent/JPH0593509A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Gas Burners (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は触媒燃焼装置に関するもので、排ガ
ス特性を改善し、TDR(燃焼装置における強燃焼時と
弱燃焼時との燃焼量の比率)の大きな燃焼装置の提供を
目的とする。 【構成】 燃料と空気の混合室の下流に備えられた多数
の連通孔を有する触媒層7と、上記触媒層の上流側に対
向して配設された熱線透過体8と、前記触媒層の下流側
に備えられた排気口9とを有し、前記触媒層で触媒燃焼
した排ガスが通過する触媒層下流から排気口への沿路表
面に触媒被覆層10が設けられたことを特徴とする触媒
燃焼装置。排ガス沿路表面上に設けられた触媒被覆層は
静電植毛された無機繊維に触媒を担持した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加熱、暖房、乾燥等に用
いられる放射加熱型の触媒燃焼装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】灯油等の液体燃料や都市ガス等の気体燃
料を、空気と混合させた後に酸化反応用の触媒に接触さ
せ、その表面で無炎の触媒燃焼を行わしめるいわゆる予
混合型の触媒燃焼装置は、気体燃料用を中心に従来より
種々提案され、一部は実用化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】触媒燃焼において、空
気と予混合された燃料(たとえば、灯油)は触媒層にお
いて急激な酸化反応を生じ、反応熱と共に二酸化炭素や
水蒸気を発生する。ここでの触媒反応は、初期には触媒
層の上流側表面近傍で集中して行われ、反応熱は触媒層
からの放射によって、前面に対向して配設される熱線透
過体を経て前方に供給され、加熱、暖房等の用途に供せ
られる。ところが、触媒層の上流側表面近傍だけが集中
して、高温状態で連続使用されると、この付近の触媒劣
化が最も進み易くなる。
【0004】その結果、次第に上流側での触媒活性低下
が起こり、触媒反応の中心位置が上流から下流側へと移
行し、触媒層における有効な流れ方向の厚みが短くな
り、そのために触媒層中で燃焼を完結することが困難と
なり、排ガス特性(CO/CO 2、HC/CO2)は次第
に悪化してくる。
【0005】本発明は上記従来の欠点を解消し、排ガス
特性の悪化を抑え、長時間安定した暖房・加熱効率を維
持し得る触媒燃焼装置を可能にするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料と空気の
混合室の下流に備えられた多数の連通孔を有する触媒層
と、前記触媒層の上流側に対向して配設された熱線透過
体と、前記触媒層の下流側に備えられた排気口とを有
し、前記触媒層で触媒燃焼した排ガスが通過する触媒層
下流から排気口への沿路表面に触媒被覆層が設けられた
触媒燃焼装置である。また、排ガス沿路表面上の触媒被
覆層が植毛された無機繊維に触媒を担持したことを特徴
とする触媒燃焼装置である。
【0007】
【作用】本発明は上記手段により、触媒燃焼装置の排ガ
ス特性の改善および維持に著しい効果を有する。寿命経
過とともに触媒層中で燃焼を完結できなくなり、排ガス
中に含まれるCO,HCは次第に増加してくる。この
時、触媒層下流から排気口への沿路表面に触媒被覆層を
設けることによって、廃熱を利用しながら活性な温度に
達した沿路表面上の触媒被覆層に排ガスが接触すること
となり、わずかなCO、HCが浄化される。その結果、
良好な排ガス特性(CO/CO2、HC/CO2がともに
1×10-4以下)を示す範囲は拡大され、大きなTDR
(燃焼装置における強燃焼時と弱燃焼時との燃焼量の比
率)の触媒燃焼装置の提供が可能となる。触媒燃焼装置
には燃焼させるための触媒層(主触媒層)の他に補助触
媒層を設けて排ガス特性をさらに向上させようとするこ
ともある。しかし、補助触媒層を配置した場合には排ガ
スへの背圧向上となり、それに起因する問題点も発生す
る。したがって本発明では沿路表面上に触媒被覆層を設
けることで排ガスへの背圧を増大させることなく、排ガ
ス特性の向上が図れるという優れた効果を有する。
【0008】また、沿路表面上に施す触媒被覆層は植毛
された無機繊維に触媒を担持した構成とすることで大き
な効果を得ることができる。その理由は、植毛された無
機繊維層は効果的な断熱層となり、排ガスの温度が外に
逃げることを防止できるからである。さらに、植毛され
た無機繊維層は大きな幾何学的表面積を有し、そこに担
持された触媒を活用することで、わずかなCO,HCと
の接触機会を多くすることもでき、排ガス浄化特性の向
上が可能となる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図1に本発明の触媒燃焼装置の全体構成を示
す縦断面図を示す。1は燃料タンク、2は燃料用ポン
プ、3は一次空気送風用のファン、4は混合室で、混合
室4の出口には補助炎口5が備えられており、補助炎口
5の近傍には点火電極6が配設されている。補助炎口5
の上方には多数の連通孔7aを穿設したハニカム状セラ
ミックス平板にPt/Pdの活性成分を担持させた触媒
層7が直立して備えられ、触媒層7の前面に対向して熱
線透過体8が配置されている。触媒層7で燃焼した排ガ
スは触媒層7下流から排気口9へと導かれるが、その沿
路表面上にはアルミナシリカ短繊維を静電植毛した後P
t/Pd担持触媒を塗布した触媒被覆層10が施され、
触媒被覆層10は排ガスの流れと垂直に近い角度で接触
できるように配置されている。また、図2には排ガス通
過経路に連通孔11aを穿設したハニカム状セラミック
ス平板にPtを担持させた補助触媒層11が配置された
場合の縦断面図である。このように沿路表面上に設ける
触媒被覆層10に加えて補助触媒層11を配置するの
は、排ガス特性をさらに積極的に向上させるためであ
る。この時には、沿路表面上に設ける触媒被覆層10は
触媒層7(主触媒層)の下流から補助触媒層11の上流
までの間にかけて、あるいは補助触媒層11の下流から
排気口9までの間にかけて、あるいはそのどちらの区間
にも施す場合があり、本発明の目的が達成され、より一
層排ガス特性の向上が図れる。図2には補助触媒層11
の下流から排気口9までの間にかけて触媒被覆層10を
設けた場合について示してあり、触媒被覆層10は排ガ
スの流れと垂直に近い角度で接触できるように配置され
ている。
【0010】次に動作について詳述する。燃料用ポンプ
2から供給された燃料(灯油)とファン3から供給され
た空気は、混合室4内で気化されると共に充分予混合さ
れて上部の補助炎口5に送られる。点火時にはまず補助
炎口5において点火電極6によって点火され、ここで火
炎燃焼を開始する。高温の排ガスは上部へ流れ、触媒層
7を昇温させる。所定時間燃焼させて触媒層7が充分な
温度に昇温した時点で、一旦燃料供給を停止し、補助炎
口5の火炎を消滅させてから再度燃料の供給を開始す
る。この時、混合室4を出た予混合気は上方に直立する
触媒層7に至るが、ここは充分昇温されているから、主
に上流側(前面)表面で触媒燃焼を生じつつ、排ガスは
連通孔7aを経て下流側(後面)、排気口10へと流れ
る。この排ガス中には触媒層中で燃焼しきれなかったわ
ずかなCO、HCが含まれ、それらは触媒層の寿命経過
とともに増加してくる。それらCO、HCも排ガス沿路
表面上に施された触媒被覆層10が充分な活性温度にあ
れば接触した際浄化される。図2のように補助触媒層1
1が配置されてあれば、さらに長期間に渡り良好な排ガ
ス特性を維持することができる。
【0011】(実施例1)シリカ・アルミナ・チタニア
を主成分とする厚み10mmのハニカム状セラミックス(1
55□mm、400セル/inch2、リフ゛厚0.15mm)にBaO・
Al23・CeO 2粉末(比表面積120m2/g)10
00g、アルミナ含有率10wt%のウォッシュコート
バインダー 100g、硝酸アルミニウム9水塩 85
g、水 1300gおよびジニトロジアンミン白金水溶
液とジニトロジアンミンパラジウム水溶液をそれぞれP
t、Pd換算で5g、5g加えてなるウォッシュコート
スラリーで35g被覆し、燃焼用触媒とした。また、S
US薄板(t=150μm、150×150mm)に長さ
1μmのアルミナシリカ短繊維をシリカゾルをバインダ
ーとして静電植毛した後、上記ウォッシュコートスラリ
ーを1gスプレー塗布、焼成し、排ガス沿路表面上に配
置する触媒被覆層とした。
【0012】上記燃焼用触媒と触媒被覆層とを使用し、
図1に示されるような燃焼装置を組み立て、触媒面15
0□mmの部分で、2200kcal/h、空気過剰率
(空気/燃料)1.8の条件に設定し、5000時間灯
油触媒燃焼を行い、排ガス特性(HC、CO)を測定評
価した。
【0013】(実施例2)シリカ・アルミナ・チタニア
を主成分とする厚み10mmのハニカム状セラミックス(8
0□mm、300セル/inch2、リフ゛厚0.20mm)にBaO・A
23・CeO2粉末(比表面積120m2/g)100
0g、アルミナ含有率10wt%のウォッシュコートバ
インダー 100g、硝酸アルミニウム9水塩 100
g、水1300gおよびジニトロジアンミン白金水溶液
をPt換算で6g加えてなるウォッシュコートスラリー
で5g被覆し、補助触媒とした。また、SUS薄板(t
=150μm、100×100mm)に長さ1μmのアル
ミナシリカ短繊維をシリカゾルをバインダーとして静電
植毛した後、上記ウォッシュコートスラリーを0.5g
スプレー塗布、焼成し、排ガス沿路表面上に配置する触
媒被覆層とした。燃焼用触媒(主触媒)は実施例1で得
られた触媒と同じものを使用し、図2に示されるような
燃焼装置を組み立て、触媒面150□mmの部分で、22
00kcal/h、空気過剰率(空気/燃料)1.8の
条件に設定し、5000時間灯油触媒燃焼を行い、排ガ
ス特性(HC、CO)を測定評価した。
【0014】比較例として、実施例と同じ燃焼用触媒
を、排ガス沿路表面上に触媒被覆層を配置していない装
置で、同様に5000時間燃焼させ、特性評価試験を行
った。
【0015】図3、4、5にそれぞれ実施例1、2、比
較例、の燃焼特性試験結果を横軸空気過剰率、縦軸予混
合気速度とし、HC/CO2特性が1×10-4以下とな
る領域で表した。燃焼特性のCO/CO2特性はHC/
CO2特性に比べ、広い領域で良好であったので、試験
結果を示すことは省略した。
【0016】その結果、本発明による実施例では燃焼量
が大きく、空気過剰率の大きな領域で特に燃焼特性が向
上した。その理由は予混合気速度が速くなると寿命経過
とともに燃焼用触媒層中での完全燃焼が困難となり、排
ガス特性が悪化してくる。それを本発明では排ガス沿路
表面上に設けた触媒被覆層によって浄化することができ
たためである。
【0017】また、実施例では排ガス沿路表面上に設け
る触媒被覆層はSUS薄板に静電植毛後触媒担持したも
のを装置のケースに止めて使用したが、触媒被覆層を直
接装置のケースに形成してもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、触媒層で触媒燃焼した
排ガスが通過する沿路表面に触媒被覆層が設けることに
より、長期間良好な排ガス特性を維持し、TDR(燃焼
装置における強燃焼時と弱燃焼時との燃焼量の比率)の
大きな触媒燃焼装置の提供が可能である。
【0019】また、沿路表面上に施す触媒被覆層は植毛
された無機繊維に触媒を担持した構成とすることで無機
繊維層は効果的な断熱層となり、排ガスの温度が外に逃
げることを防止し、担持された触媒を活用することで、
わずかなCO,HCとの接触機会を多くすることもで
き、排ガス浄化特性の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の触媒燃焼装置の全体構成図
【図2】本発明の異なる実施例の触媒燃焼装置の全体構
成図
【図3】図1に示す触媒燃焼装置の寿命試験後の燃焼特
性図
【図4】図2に示す触媒燃焼装置の寿命試験後の燃焼特
性図
【図5】従来例の触媒燃焼装置の寿命試験後の燃焼特性
【符号の説明】
1 燃料タンク 2 燃料用ポンプ 3 送風用ファン 4 混合室 5 補助炎口 6 点火電極 7 触媒層 7a 連通孔 8 熱線透過体 9 排気口 10 触媒被覆層 11 補助触媒層 11a 連通孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料と空気の混合室の下流に備えられた多
    数の連通孔を有する触媒層と、前記触媒層の上流側に対
    向して配設された熱線透過体と、前記触媒層の下流側に
    備えられた排気口とを有し、前記触媒層で触媒燃焼した
    排ガスが通過する触媒層下流から排気口への沿路表面に
    触媒被覆層が設けられたことを特徴とする触媒燃焼装
    置。
  2. 【請求項2】排ガス沿路表面上の触媒被覆層が植毛され
    た無機繊維に触媒を担持した構成であることを特徴とす
    る請求項1記載の触媒燃焼装置。
JP3253371A 1991-10-01 1991-10-01 触媒燃焼装置 Pending JPH0593509A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3253371A JPH0593509A (ja) 1991-10-01 1991-10-01 触媒燃焼装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3253371A JPH0593509A (ja) 1991-10-01 1991-10-01 触媒燃焼装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0593509A true JPH0593509A (ja) 1993-04-16

Family

ID=17250426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3253371A Pending JPH0593509A (ja) 1991-10-01 1991-10-01 触媒燃焼装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0593509A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1303477C (en) Catalytic combustion device
JPH06304482A (ja) 触媒とそれを用いた触媒燃焼装置
JPS6312225B2 (ja)
JP2797840B2 (ja) 触媒燃焼装置
JPH0593509A (ja) 触媒燃焼装置
JP3092321B2 (ja) 触媒燃焼装置
JP2720614B2 (ja) 触媒燃焼装置
JPH06129613A (ja) 触媒燃焼装置
JP2805996B2 (ja) 触媒燃焼装置
JP4226143B2 (ja) 触媒燃焼装置及びその燃焼制御方法
KR100387945B1 (ko) 촉매연소와 촉매층의 선회발생을 조합한 저 NOx 연소방법과 그 연소기
JP2903640B2 (ja) 触媒燃焼装置
JPH04174201A (ja) 触媒燃焼装置
JP3036611B2 (ja) 触媒燃焼装置
JP3339957B2 (ja) 劣化検知可能な触媒燃焼装置
JP2861524B2 (ja) 触媒燃焼装置
JP2545072Y2 (ja) 触媒加熱用バーナ
JP2776024B2 (ja) 触媒燃焼装置
JPH06221513A (ja) 触媒燃焼装置
JPH04297710A (ja) 触媒燃焼装置
JPH1089634A (ja) 触媒燃焼装置
JPS61122416A (ja) 触媒バ−ナ
JPH04344006A (ja) 触媒燃焼装置
JPS6117812A (ja) 燃焼装置
JP2000297903A (ja) 触媒燃焼式熱源機器